Numerous haptic devices have been d

Numerous haptic devices have been developed for upper-limb neurorehabilitation, but their widespread use has been largely impeded because of complexity and cost. Here, we describe a variable structure pantograph mechanism combined with a spring suspension system that produces a versatile rehabilitation robot, called Universal Haptic Pantograph, for movement training of the shoulder, elbow, and wrist. The variable structure is a 5-degree-of-freedom (DOF) mechanism composed of 7 joints, 11 joint axes, and 3 configurable joint locks that reduce the number of system DOFs to between 0 and 3. The resulting device has eight operational modes: Arm, Wrist, ISO (isometric) 1, ISO 2, Reach, Lift 1, Lift 2, and Steer. The combination of available work spaces (reachable areas) shows a high suitability for movement training of most upper-limb activities of daily living. The mechanism, driven by series elastic actuators, performs similarly in all operational modes, with a single control scheme and set of gains. Thus, a single device with minimal setup changes can be used to treat a variety of upper-limb impairments that commonly afflict veterans with stroke, traumatic brain injury, or other direct trauma to the arm. With appropriately selected design parameters, the developed multimode haptic device significantly reduces the costs of robotic hardware for full-arm rehabilitation while performing similarly to that of single-mode haptic devices. We conducted case studies with three patients with stroke who underwent clinical training using the developed mechanism in Arm, Wrist, and/or Reach operational modes. We assessed outcomes using Fugl-Meyer Motor Assessment and Wolf Motor Function Test scores showing that upper-limb ability improved significantly following training sessions.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

อุปกรณ์ haptic จำนวนมากได้ถูกพัฒนาขึ้นสำหรับ neurorehabilitation บนขา แต่การใช้อย่างแพร่หลายได้รับส่วนใหญ่ impeded เนื่องจาก มีความซับซ้อนและต้นทุน ที่นี่ เราอธิบายกลไก pantograph โครงสร้างผันแปรรวมกับระบบระงับสปริงที่สร้างหุ่นยนต์ ฟื้นฟูหลากหลายเรียกว่า Pantograph Haptic สากล การฝึกการเคลื่อนไหว ของไหล่ ข้อศอก ข้อมือ โครงสร้างตัวแปรเป็นกลไก (กรม) 5 ระดับของเสรีภาพประกอบด้วยรอยต่อ 7, 11 แกนร่วม และ 3 กำหนดร่วมล็อคที่ลดจำนวนของระบบ DOFs ไประหว่าง 0 ถึง 3 ผลลัพธ์มีวิธีการดำเนินงาน 8: แขน ข้อมือ ISO 1 (วาดสามมิติ) ISO 2 ถึง ยก 1, 2 ยก และคัดท้าย การรวมกันของช่องว่างอยู่ (สามารถเข้าถึงพื้นที่) แสดงความเหมาะสมสูงการฝึกการเคลื่อนไหวของกิจกรรมบนขามากที่สุดของการใช้ชีวิตประจำวัน กลไก ขับเคลื่อน ด้วยชุดหัวขับยืดหยุ่น ทำในทำนองเดียวกันในทุกโหมดการดำเนินงาน แผนควบคุมเดียวและชุดของกำไร ดังนั้น สามารถใช้อุปกรณ์แบบเดียวกับการเปลี่ยนแปลงการตั้งค่าที่น้อยที่สุดเพื่อรักษาความหลากหลายของไหวสามารถขาบนที่โดยทั่วไป afflict ทหารผ่านศึก กับจังหวะ เจ็บปวดสมองบาดเจ็บ บาดเจ็บอื่น ๆ ตรงกับแขน กับพารามิเตอร์การออกแบบที่เลือกอย่างเหมาะสม พัฒนาอุปกรณ์ haptic multimode ลดต้นทุนของฮาร์ดแวร์หุ่นยนต์สำหรับฟื้นฟูเต็มแขนในขณะที่ดำเนินการในทำนองเดียวกันกับโหมดเดียว haptic อุปกรณ์มาก เราดำเนินการกรณีศึกษากับผู้ป่วย 3 สโตรกที่รับการฝึกอบรมที่ทางคลินิกใช้กลไกพัฒนาแขน ข้อมือ และ/หรือเข้าโหมดการดำเนินงาน เราประเมินผลโดยใช้คะแนนประเมินมอเตอร์ Fugl Meyer และทดสอบฟังก์ชันมอเตอร์หมาป่าที่แสดงว่า ขาบนสามารถปรับปรุงอย่างมีนัยสำคัญต่อการฝึกอบรม

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

อุปกรณ์สัมผัสจำนวนมากได้รับการพัฒนาเพื่อฟื้นฟูระบบประสาทบนแขนขา แต่ใช้งานอย่างแพร่หลายของพวกเขาได้รับการขัดขวางส่วนใหญ่เนื่องจากความซับซ้อนและค่าใช้จ่าย ที่นี่เราจะอธิบายโครงสร้างกลไกการคัดลอกตัวแปรรวมกับระบบกันสะเทือนฤดูใบไม้ผลิที่ผลิตหุ่นยนต์ฟื้นฟูสมรรถภาพอเนกประสงค์ที่เรียกว่ายูนิเวอร์แซสัมผัส Pantograph สำหรับการฝึกอบรมการเคลื่อนไหวของไหล่ข้อศอกและข้อมือ โครงสร้างตัวแปร 5 องศาของเสรีภาพ (อานนท์) กลไกประกอบด้วย 7 ข้อต่อ 11 แกนร่วมและ 3 ล็อคที่กำหนดร่วมกันที่ช่วยลดจำนวน DOFs ระบบได้ระหว่าง 0 และ 3 อุปกรณ์ที่ส่งผลให้มีแปดโหมดการดำเนินงาน : แขนข้อมือ, ISO (มีมิติเท่ากัน) 1, ISO 2 ถึงลิฟท์ 1, ลิฟท์ 2 และคัดท้าย การรวมกันของพื้นที่ทำงานที่มีอยู่ (พื้นที่สามารถเข้าถึงได้) แสดงให้เห็นถึงความเหมาะสมสูงสำหรับการฝึกอบรมการเคลื่อนไหวของกิจกรรมบนกิ่งก้านมากที่สุดในชีวิตประจำวัน กลไกการขับเคลื่อนโดยตัวกระตุ้นยืดหยุ่นชุดดำเนินการในทำนองเดียวกันในรูปแบบการดำเนินงานทั้งหมดที่มีรูปแบบการควบคุมเดียวและชุดของกำไร ดังนั้นอุปกรณ์เดียวกับการเปลี่ยนแปลงการตั้งค่าที่น้อยที่สุดสามารถใช้ในการรักษาความหลากหลายของความบกพร่องบนแขนที่มักเสียใจทหารผ่านศึกที่มีโรคหลอดเลือดสมองแผลบาดเจ็บที่สมองหรือการบาดเจ็บโดยตรงอื่น ๆ ที่แขน ด้วยการเลือกที่เหมาะสมพารามิเตอร์การออกแบบอุปกรณ์สัมผัสมัลติพัฒนาอย่างมีนัยสำคัญลดค่าใช้จ่ายของฮาร์ดแวร์หุ่นยนต์เพื่อการฟื้นฟูเต็มแขนในขณะที่ประสิทธิภาพในทำนองเดียวกันกับที่ของอุปกรณ์สัมผัสโหมดเดี่ยว เราดำเนินการกรณีศึกษากับสามผู้ป่วยที่มีโรคหลอดเลือดสมองที่เข้ารับการฝึกอบรมทางคลินิกโดยใช้กลไกการพัฒนาในแขนข้อมือและ / หรือการเข้าถึงโหมดการดำเนินงาน เราประเมินผลโดยใช้ Fugl-Meyer มอเตอร์ประเมินและหมาป่ามอเตอร์คะแนนการทดสอบฟังก์ชั่นแสดงให้เห็นว่ามีความสามารถบนขาดีขึ้นอย่างมีนัยสำคัญดังต่อไปนี้การฝึกอบรม

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

อุปกรณ์สัมผัสมากมายได้ถูกพัฒนาขึ้นสำหรับแขน neurorehabilitation แต่การใช้อย่างกว้างขวางส่วนใหญ่ได้รับผลกระทบเนื่องจากความซับซ้อนและค่าใช้จ่าย ที่นี่ เราจะได้อธิบายโครงสร้างตัวแปรเครื่องกันชนกลไกรวมกับระบบช่วงล่างสปริงที่ผลิตหุ่นยนต์ฟื้นฟูอเนกประสงค์ เรียกว่า Universal haptic เครื่องกันชนเพื่อฝึกการเคลื่อนไหวของไหล่ ข้อศอกและข้อมือ โครงสร้างของตัวแปรคือ 5-degree-of-freedom ( DOF ) กลไกที่ประกอบด้วย 7 ข้อต่อแกน 11 ร่วม และกำหนดข้อ 3 ล็อคที่ลดจำนวน dofs ระบบระหว่าง 0 และ 3 ส่งผลให้อุปกรณ์มี 8 โหมดการดำเนินงาน : แขน , ข้อมือ , ISO ( isometric ) 1 , ISO 2 ถึง ยก 1 ยก 2 และคัดท้ายการรวมกันของเป็นใช้ได้ ( พื้นที่เข้าถึงได้ ) แสดงที่มีความเหมาะสมสำหรับการเคลื่อนไหวของรยางค์ส่วนบนส่วนใหญ่ฝึกกิจกรรมของชีวิตประจำวัน กลไกขับเคลื่อนโดยชุดยืดหยุ่น actuators ทําในทํานองเดียวกัน ในโหมดการดำเนินงานทั้งหมด ด้วยระบบควบคุมแบบเดี่ยวและชุดของกำไร ดังนั้นอุปกรณ์เดียวที่มีการเปลี่ยนแปลงการตั้งค่าที่น้อยที่สุดที่สามารถใช้ในการรักษาความหลากหลายของแขนขึ้นที่มักทำให้เสียใจทหารผ่านศึกกับโรคหลอดเลือดสมองสมองได้รับบาดเจ็บ หรืออื่น ๆ โดยตรง ที่แขน เลือกที่เหมาะสมกับการออกแบบพารามิเตอร์การพัฒนามัลติสัมผัสอุปกรณ์ช่วยลดต้นทุนของฮาร์ดแวร์ฟื้นฟูเต็มแขนหุ่นยนต์ในขณะที่ปฏิบัติเช่นเดียวกับที่ของอุปกรณ์สัมผัสเดียว . เราทำการศึกษากับสามผู้ป่วยโรคหลอดเลือดสมองที่ได้รับการฝึกอบรมทางคลินิกโดยใช้กลไกการพัฒนาในแขน ข้อมือ และ / หรือเข้าสู่โหมดปฏิบัติการเราประเมิน ผลการประเมินการ fugl เมเยอร์ มอเตอร์และมอเตอร์แสดงให้เห็นว่าฟังก์ชันหมาป่าคะแนนทดสอบความสามารถแขนเพิ่มขึ้นอย่างมากตามการฝึกอบรม